Система определения рейтинга

НАЦИОНАЛЬНЫЙ
ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ
Центр профориентации абитуриентов и адаптации студентов
ПРОГРАММА ОЛИМПИАДЫ ПО ФИЗИКЕ
март – апрель 2010 г.
Программа Олимпиады
Механика
Кинематика.
Система отсчета. Понятие о материальной точке. Траектория. Перемещение. Путь. Прямолинейное движение.
Скорость Равномерное прямолинейное движение.
Неравномерное движение. Средняя скорость. Мгновенная скорость. Ускорение. Прямолинейное равноускоренное движение.
Криволинейное движение. Движение по окружности. Движение тела, брошенного под углом к горизонту.
Динамика
Физическое тело. Масса. Взаимодействие тел. Сила. Законы Ньютона.
Упругие силы. Закон Гука. Сила трения. Сила трения покоя и сила трения скольжения.
Закон всемирного тяготения. Гравитационные силы. Сила тяжести. Первая космическая скорость. Вторая космическая скорость.
Импульс тела. Закон сохранения импульса. Замкнутые физические системы. Импульс силы. Работа силы.
Энергия. Кинетическая энергия. Потенциальная энергия. Закон сохранения механической энергии. Мощность. Диссипативные
силы. Коэффициент полезного действия.
Статика
Понятие о твердом теле. Момент силы. Центр масс. Условие равновесия тел. Центр тяжести.
Устойчивое равновесие. Неустойчивое равновесие. Безразличное равновесие. Рычаг. Равновесие рычага. Невесомый неподвижный
блок. Подвижный невесомый блок.
Давление жидкостей и газов. Закон Паскаля. Закон сообщающихся сосудов. Гидравлический пресс. Закон Архимеда.
Теплота. Молекулярная физика
Основные положения молекулярно-кинетической теории. Газы, жидкости, твердые тела.
Идеальный газ. Изопроцессы. Объединенный газовый закон. Уравнение Клапейрона-Менделеева.
Взаимные превращения газов, жидкостей и твердых тел. Фазовые переходы. Насыщенный и ненасыщенный пар. Влажность.
Поверхностное натяжение в жидкостях. Капиллярные явления.
Основы термодинамики. Внутренняя энергия. Первое начало термодинамики. Количество теплоты. Уравнение теплового баланса.
Теплоемкость газовых процессов. Теплоемкость жидкостей и твердых тел.
Работа в термодинамике газов. Тепловые двигатели. К.П.Д. термодинамических циклов.
Электричество и магнетизм
Электростатическое поле
Электрический заряд. Закон сохранения электрического заряда. Закон Кулона. Электростатическое поле Напряженность.
Работа сил электростатического поля. Потенциал. Разность потенциалов.
Проводники и диэлектрики. Поляризация проводников. Поляризация диэлектриков. Диэлектрическая проницаемость.
Электроемкость. Конденсаторы. Энергия заряженного конденсатора.
Постоянный электрический ток
Сила тока. Плотность тока. Замкнутый постоянный ток. Сторонние силы. ЭДС и напряжение.
Закон Ома. Работа и мощность тока. Закон Джоуля-Ленца. Расчет цепей постоянного тока. Температурная зависимость
электросопротивления.
Электрический ток в различных средах: вакууме, газах, электролитах, металлах, полупроводниках. Электролиз Законы Фарадея.
Магнитное поле
Вектор магнитной индукции. Электрический ток – источник магнитного поля. Правило буравчика. Линии магнитной индукции.
Сила Ампера. Сила Лоренца. Движение заряженных частиц в магнитном поле.
Магнитные свойства вещества. Закон электромагнитной индукции Фарадея. Правило Ленца. Самоиндукция. Индуктивность
контуров. Энергия контура с электрическим током.
Колебания и волны
Колебательные процессы в физических системах. Период и частота. Гармонические колебания. Амплитуда, фаза, круговая частота.
Свободные колебания. Энергия колебательного процесса.
Вынужденные колебания. Резонанс. Автоколебания.
Колебательный контур. Электромагнитные колебания.
Переменный электрический ток. Резистор, индуктивность и емкость в цепи переменного тока. Резонанс в цепи переменного тока.
Трансформатор.
Основные характеристики волн. Частота, длина волны, фаза. Отражение и преломление волн. Интерференция и дифракция волн.
Механические волны. Звук.
Электромагнитные волны. Энергия электромагнитной волны.
Оптика
Геометрическая оптика. Понятие о луче. Законы отражения и преломления.
Линзы и сферические зеркала. Построение изображений. Формула линзы.
Световые волны. Дисперсия. Интерференция. Дифракция. Дифракционная решетка.
Элементы теории относительности.
Атомная и ядерная физика
Корпускулярно-волновой дуализм. Кванты излучения. Энергия фотона. Теория фотоэффекта. Давление света.
Строение атома. Постулаты Бора. Строение ядра. Изотопы.
Радиоактивные превращения. Энергия связи атомных ядер. Ядерные реакции. Закон радиоактивного распада.
Ядерный реактор. Термоядерные реакции. Элементарные частицы. Методы наблюдения и регистрации элементарных частиц.
Типовой вариант
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Тело бросили с начальной скоростью 19,6 м/с под углом 30° к горизонту. Через какой промежуток времени
свободного полёта оно будет иметь минимальную кинетическую энергию? На какой высоте будет находиться при
этом тело? Сопротивлением воздуха пренебречь.
Два тела массой 1 кг и 6 кг находятся на гладкой наклонной поверхности с углом наклона
V
30˚. Тела связаны невесомой нерастяжимой нитью. На тело массой 1 кг действует сила
0
2V0
14 Н, направленная вверх вдоль поверхности. Найти силу натяжения нити.
Два моля идеального одноатомного газа участвует в термодинамическом процессе 0-1-2,
V0
изображенном на рисунке. Найти количество тепла, полученное газом. Температура газа в
1
2
состоянии 2 равна 327º С.
Открытая с двух сторон тонкая стеклянная трубка небольшого сечения длиной 120 см на
0
P0
2P0
одну четверть вертикально погружена в ртуть. Верхний конец её закрывают и вынимают
трубку из ртути. Определить длину столбика ртути, оставшейся при этом в трубке.
К элементу ЭДС 150 В и током короткого замыкания 5 А подключили параллельно два резистора 300 Ом и
200 Ом. Найти КПД схемы. Каково количество тепла, выделившееся на резисторе 300 Ом за 1 час?
Тонкая спичка длиной 4см расположена вдоль оптической оси собирающей линзы с фокусным расстоянием
10 см. Ближайший конец спички находится на расстоянии 11см от линзы. Найти коэффициент линейного
увеличения изображения спички.
Батарея из двух параллельно соединенных одинаковых конденсаторов емкостью 2 мкФ каждый, подключена к
источнику постоянного напряжения 500 В. После отключения от источника, конденсаторы изолировали друг от
друга. В один из конденсаторов внесли параллельно обкладкам металлическую пластинку толщиной в три раза
меньшую расстояния между обкладками. Найти результирующее напряжение этого конденсатора. Считать, что
пластинка имеет площадь, равную площади каждой из обкладок, и полностью помещена внутри конденсатора.
Найти также заряд, накопленный вторым (неизмененным) конденсатором.
Протон (m p = 1,67·10 -27 кг, q p = 1,6·10 -19 Кл) и дейтрон ( m d = 3.35·10 -27 кг, q d = 1.6·10 -19 Кл) влетают в
однородное магнитное поле индукцией 1Тл под углом 30° к линиям индукции. Радиус винтовой траектории
дейтрона оказался в 16 раз больше радиуса винтовой траектории протона. Каково ускоряющее напряжение,
которое прошёл дейтрон, если известно, что протон прошёл ускоряющее напряжение 100 кВ?
В изолированной системе, изображенной на рисунке, отсутствуют силы трения.
m
Тело m имеет массу 1 кг и равномерно распределенный по объему заряд 10 -3 Кл,
тело M – массу 4 кг. Угол α равен 30º. Система находится в гравитационном поле
Земли и однородном электрическом поле напряженностью100В/м, направленном
M
вертикально вниз. На какое расстояние по горизонтали сместится тело M к концу
α
первой секунды от начала движения системы под действием полей?
Система определения рейтинга
Максимально возможный рейтинг – 100 баллов. Каждый вариант работы содержит 9 заданий разного уровня сложности.
Задания оцениваются определенным количеством баллов в зависимости от степени сложности. Баллы, начисляемые за
каждую правильно решенную задачу, зависят от сложности задачи и указаны в билете рядом с номером задачи. Правильно
решенной считается задача, в которой дано обоснование получения ответа и выполнены все задания, указанные в условии
задачи.
Ответы должны быть приведены в системе СИ, допустимая погрешность вычислений  2%.
№ задания
Ответы
Баллы
1
2
1,0(с); 4,9 (м) 12(Н)
10
10
3
4
5
6
7
– 4986(Дж)
10,78 (см)
20
10
10
80%;
172,8(кДж)
10
333,(3) (В);
1 (мКл)
12
10
8
9
12,8∙106(В) –0,51(м)
12
16
Информация о порядке проведения работы
Работа проводится в порядке, соответствующем положению о проведении мероприятий Олимпиады в МИСиС. Время,
отводимое абитуриенту на выполнение заданий, – 3 часа (180 минут).
Абитуриент должен прибыть в университет не позднее указанного в приглашении времени. При себе абитуриент обязан
иметь паспорт, пропуск, приглашение и пару авторучек синего или черного цвета.
Основное требование к абитуриенту – самостоятельное выполнение работы: использование справочной, учебной литературы
или шпаргалок, а также какой-либо обмен мнениями между участниками работы являются грубым нарушением, за которое
абитуриент может быть сразу удален из аудитории. Любые записи (чистовые и черновые) во время работы выполняются на
специальных бланках. Использование другой бумаги не допускается.
Во время работы запрещается использование любых средств хранения и (или) воспроизведения алфавитно-цифровой
информации (электронных, бумажных или каких-либо иных). При этом применение калькуляторов, не снабженных
запоминающим устройством, допускается. При проведении работы в аудиториях не допускается использование устройств
мобильной связи (пейджеры, телефоны и т.д.).
P